A Study on Natural Dye Having the Effects on the Atopic Dermatitis (Part II) - Pine Needles Extract -

2012 KSDF 1229-0033/2012-09/196-203

ⓒ

〈연구논문 학술( )〉

1. 서 론

아토피피부염은 심한 가려움증을 동반한 만성 염 증성 피부 질환으로 유아에서부터 성인에 이르기까 지 다양한 연령에서 발생하는 알레르기 질환이다 . 아토피 (atopy) 는 이상한 혹은 부적절한이라는 의미 를 지닌 용어로서 음식물 또는 흡입성 물질에 대한 , 알레르기 반응이 유전적으로 발생하는 경우를 일컫 는데 , 1925 년 Coca 가 선천적으로 음식물이나 흡입 성 물질에 대한 알레르기 반응의 결과로 피부염이 나 천식 고초열이 나타나는 경향을 아토피라고 기 , 술한 이후부터 쓰이게 되었는데 아토피성 질환에는 , 아토피 피부염 이외에 천식 알레르기성 비염 알레 , , 르기성 결막염 등이 있다

.

†

Corresponding author: Jung Soon Lee ([email protected]) Tel.: +82-42-821-6830 Fax.: +82-42-821-8887

아토피의 원인은 아직까지 정확한 원인을 규명하 지 못하고 있으나 유전적인 가족력과 음식 섭취 등 으로 인한 생활 환경의 영향 결손 된 피부층을 통 · , 해 유입된 항원 물질에 대한 면역반응에 따른 혈중 항체의 수준이 증가함으로써 나타나는 복합적 IgE

질환으로 알려져 있다

.

아토피피부염의 유병율은 세계적으로 증가하고 있는 추세인데

우리나라의 경우에도 최근 알레르 기 질환의 급증으로 매년 아토피 피부염 환자가 꾸 준히 증가하고 있는 같은 현상을 보이고 있다 질 . 병관리본부가 실시한 어린이 청소년 천식 및 알레 ｢ ‧ 르기질환 조사 결과에 따르면 ｣ , 1995 년부터 2010 년 까지 최근 15 년간 아토피피부염은 어린이는 9.2%

에서 20.6% 로 2.2 , 배 청소년은 4.0% 에서 12.9% 로 배 증가된 것으로 조사되었다

3.2

.

아토피 피부염은 아토피피부염 환자의 삶의 질 저 하를 일으킬 수도 있음이 인식되면서 질환자체에 초 Abstract: The purpose of this study was to investigate usefulness of the pine needles extract on Atopic Dermatitis(AD)-like skin lesions. To investigate the effect of pine needles extract in vivo, atopic dermatitis (NC/Nga) mice using DNCB (2.4-Dinitrochlorbenzene) was used. NC/Nga mice were challenged with DNCB during 2 weeks to develope AD-like skin lesion.

After that, pine needles extract was applied to AD-like skin lesion on the backs of the NC/Nga mice during 3 weeks. The efficacy of pine needles extract in the NC/Nga mice was evaluated by measurement of the skin lesion severity(NC mouse score), the serum IgE level, epidermal thickness changes, and mast cell number. Blood was collected from the retro-orbital area and the level of IgE in the blood was measured. The epidermal thickness and mast cell number were observed by microscopic method after H&E stain. The serum IgE levels were decreased after treatment with pine needles extract. The epidermal thickness and mast cell number were decreased after treatment with pine needles extract. To conclude, the topical application of pine needles extract suppressed the progression of AD-like skin lesion.

Keywords: pine needles extract, natural dye, atopic dermatitis, NC/Nga mice, DNCB

아토피성 피부염병변에 치료효과가 있는 천연염료 연구( ) 솔잎 추출물

- -

이정순^† · 우효정

충남대학교 의류학과

A Study on Natural Dye Having the Effects on the Atopic Dermatitis (Part ) - Pine Needles Extract -

Jung Soon Lee

and Hyo Jung Woo

Department of Clothing and Textiles, Chungnam National University, Daejeon, Korea

아토피성 피부염병변에 치료효과가 있는 천연염료 연구(Ⅱ) 197

Textile Coloration and Finishing, Vol. 24, No. 3 점을 맞춘 약물위주의 치료만이 아닌 정서적인 문

제에도 관심을 가져야 할 것이 지적되고 있다

. 실 제로 소아 아토피피부염 환자보호자의 인식도에 관 한 설문조사 연구의 결과를

살펴보면 아토피피부 염 치료방법에 대해서 자가치료가 36%, 한의원이 의 비율로 나타났고 등의 연구에서는

13% , Chang

대체보완요법을 한번이라도 사용하는 경우는 전체 환자의 87.6% 였으며 한약을 가장 많이 사용하였다 고 보고되어 천연물을 이용한 치료효능에 대한 기 대가 큰 것을 알 수 있다 최근 국내산 자생식물의 . 항균활성연구를

면역질환 치료 효능에 대한 관심이 높아지면서,

천

연 추출물을 이용한 항아토피 성능평가와 관련된 많은 연구가 이루어지고 있으나

주로 아토피 피 부염 치료용 약재 개발에 초점이 맞추어져 있고 이 , 들 천연추출물을 염색성과 같이 연결하여 아토피피 부염효과를 갖는 천연염료 개발 가능성에 대하여는 언급된 바가 없다.

최근 항균 방취 등의 건강 기능성제품에 대한 관심 · 에 힘입어 천연물을 이용한 기능성 천연염료에 대한 연구들이 진행되고 있는데

, 그 중 솔잎은 중국 이나 일본 한국 등 전 아시아 지역의 임야에서 널 , 리 자생하는 소나무로 부터 손쉽게 얻을 수 있는 장점과 약리적 효능까지 가지고 있어 기능성 천연 염료로 활용하려는 다양한 연구가 이루어지고 있다

18-23)

솔잎의 성분에는

. α -pinene, -pinene, camphene β 등으로 조성된 terpenes 같은 정유성분과 폴리페놀 플라보노이드 류 무기 및 유 (polyphenol), (flavonoid) ,

기성분 비타민류 등 다양한 성분이 함유되어 있는 , 데 이 중 , terpenes 성분은 곰팡이 및 세균 등의 성 장을 저해하는 항미생물 효과를 나타내는 것으로 보고되어 있다

. 또한 솔잎의 성분 중에는 폴리페 놀 성분인 수용성 탄닌의 함량이 높은데

, 탄닌은 항균작용 및 항바이러스작용과 항산화능 아질산염 , 제거능 및 부패성 미생물 생육 저해능이 있다고 보 고되어 있어

솔잎 추출물은 항미생물성을 갖는 기능성 의류소재로서 이용 가능성이 높음을 시사한 다 선행연구를 .

통해 솔잎 추출물로 염색한 직 물은 황색포도상구균 (Staphyloccous aureus) 과 폐렴균 에서 의 높은 항균성을 (Kiebsiella pneumoniae) 99%

보이는 것이 확인되었는데 아토피 피부염 환자는 , 다른 피부염 환자에 비해 Staphyloccous aureus 에 의 한 세균성 피부염이 자주 발생하는 것으로 알려져 있어

솔잎 추출물의 Staphyloccous aureus 에서의 높은 항균성은 아토피 치료효과를 갖는 천연염료로

서의 개발의 가능성을 보여준다고 사료된다.

따라서 본 연구에서는 NC/Nga 마우스에 DNCB(2.4 를 도포하여 아토피 피부염을 -Dinitrochlorbenzene)

유발시킨 다음 저비용으로 손쉽게 얻을 수 있을 뿐 , 만 아니라 Staphyloccous aureus 에 대한 항균성을 갖 고 있는 솔잎 추출물을 도포함으로써 보이는 피부 병변의 중증도 측정 혈청 , IgE 측정 (ELISA), 마우스 피부 표피 두께 변화 , Mast cell 변화를 측정하여 솔 , 잎 추출물의 아토피 피부염 치료 효과를 갖는 천연 염료로서의 적용 가능성에 대해 검증하고자 하였다.

실 험 2.

솔잎 추출물의 제조 2.1

본 연구에 사용된 소나무(Pinus densiflora 는 대전 ) 계족산에서 2009 년 월에 채집하여 사용하였다 채집 7 . 한 솔잎은 잘게 자른 후 솔잎 200g 당 메탄올 800ml 와 증류수 200ml 를 가하여 48 시간 침지 후 침지액 을 Rotary vacuum evaporator(RV10, IKA

, Germany) 를 이용하여 온도 40 60 , ∼ ℃ 회전속도 180rpm 에서 감압 농축하여 분말화 한 후 1% 농도로 제조하여 실험에 사용하였다.

실험동물 2.2

아토피 피부질환의 동물모델로는 NC/Nga 마우스가 잘 알려져 있으므로

본 연구에서는 실험동물로 마우스를 이용하였다 마우스는 무 NC/Nga . NC/Nga

균 환경에서는 정상이고 건강하지만 보통의 환경에 서는 소양증으로 부종 상처 등의 임상증상을 보이 , 며 혈청 내 IgE 수치가 증가하는 등 사람의 아토피 피부염을 대체할 수 있는 모델로 알려져 있다

.

주령 수컷 마우스를 중앙실험동물

6 NC/Nga (Seoul

에서 공급 받아 입수 시 외관을 육안으로 검 Korea)

사한 후 마우스를 군으로 나누어 각 군 별로 우리 3 에 격납시키고 25 , 30% ℃ 습도 조건에서 일반 실험 사육 환경 하에 약 주 동안 적응 시킨 후 실험을 2 실시하였다 실험동물의 사육과 보관은 동물실험실 . 의 지침에 의거하였으며 본 실험은 충남대학교 공 , 동동물실습관의 동물실험윤리위원회의 규정을 준수 하여 설계 수행하였다 실험군의 구성은 , . 15 마리 중 건강한 12 마리의 NC/Nga 마우스를 다음과 같은 3 개의 실험군으로 나누어 5 주간 실험을 진행하였다 . 첫 번째 실험군은 아무것도 처리하지 않은 정상 대 조군 (Control), 두 번째 실험군은 DNCB 만 도포한 군

세 번째 실험군은 솔잎 추출물과

(DNCB), DNCB

를 도포한 군 으로 나누어 0.5% (DNCB+Pine needles)

실험을 진행하였다.

마우스의 아토피 유발 및 솔잎 추출 2.3 NC/Nga

물의 처치

화학적 면역 유도 물질인 2.4-Dinitrochlorbenzene

이하 를 마우스에 도포 후 발생한

( DNCB) NC/Nga

피부병변은 아토피피부염과 유사한 접촉성 과민반 응으로 IgE 의 증가 등 아토피피부염이 있을 때와 동일한 면역반응이 유발되므로 인간에서의 아토피 피부염과 유사한 병변으로 볼 수 있어 유용한 아토 피피부염 연구 모델로 DNCB 와 NC/Nga 마우스를 사용할 수 있다고 보고된

본 연구에 서는 NC/Nga 마우스에 DNCB 용액을 도포하여 아 토피피부염을 유발시켰다.

본 실험에 사용된 DNCB 는 씨그마알리드리치코 리아 유 ( )(Korea) 에서 구입하였으며 아세톤과 올리 , 브오일이 4:1 로 혼합된 용액에 0.5% 와 1% 로 희석 한 다음 사용하였다 실험시작 일 전에 모든 마우 . 4 스의 등에 1% DNCB 용액 150 ㎕ 를 도포하였고 4 일 동안 면역반응을 유발한 후 모든 마우스에 주 , 1 일에 2 3 ～ 회씩 주 동안 2 0.5% DNCB 용액 150 ㎕ 를 등 부위에 도포하여 접촉성 피부염을 유발하였다.

아토피 피부염을 주간 유도한 다음 주간 주 회 2 3 5 첫 번째 실험군은 미처리 두 번째 실험군은 , 0.5%

세 번째 실험군은 솔잎 추출물과

DNCB, DNCB

를 각각 등 부위에 도포하였다 처리과정은

0.5% .

Figure 1에 나타내었다.

피부 병변의 측정 2.4

피부 병변의 측정은 아토피 피부염을 주간 유도 2 한 다음 회 1 , 3 주간의 솔잎 추출물 처리 종료 후 1 회 총 회 측정하였다 2 .

측정은 NC/Nga 마우스의 등에 도포한 부분을 관 찰하여 NC mouse score 를 이용하여

육안 평가를 실시하였는데 , NC mouse score 는 NC m ouse score 판

Figure 1. Procedure of treatment.

정사진을 기준으로 관찰자가 육안으로 관찰하여 등급 을 매기는 방법으로 최소는 에서 최대는 , 0 13 이다 .

혈청 의 측정

2.5 IgE (ELISA)

혈청 IgE 의 측정은 시험시작 전 아토피 피부염 , 을 2 주간 유도한 다음 , 3 주간의 솔잎 추출물 처리 종료 후 3 회 측정하였다 마우스의 안와에서 헤파 . 린이 도포된 주사기를 이용하여 혈액을 채취하여 에서 분간 원심 분리로 얻은 혈청을 모 8000rpm 10

아 -70 ℃ 의 냉동고에 보관하였다 상용화된 . ELISA 를 이용하 set(BD OptEIATM, BD Biosciences, USA)

여 혈청 IgE 를 측정하였다 .

피부 조직 채취 및 병리 검사 2.6

실험 종료 후 NC/Nga 마우스의 등 쪽 부분의 피 부조직을 10% 포르말린에 24 시간 이상 고정시킨 후 파라핀 블록을 제작하고 5 ㎛ 로 절편한 후 h ematoxylin

& eosin 염색법 (H&E

조직염색 을 한 후 광학현미경으로 확인하였다.

통계처리 2.7

각 데이터는 평균 , ± 표준편차로 나타내었으며 평 , 균치간의 유의성은 paired t-test 를 이용한 후

미만일 때 유의한 것으로 판정하였다

.05 .

결과 및 고찰 3.

마우스에 아토피피부염 병변 유도 3.1 NC/Nga

후 피부 병변의 발생 정도 측정 비교

접촉성 자극 물질을 실험쥐에 장기적으로 도포하

면 혈청 내 총 IgE 와 IgG 가 증가하는 것을 확인할

수 있으며

, Th1 형이 우세한 접촉 과민반응이 유도

되어 아토피 피부염과 유사한 피부 병변의 자연적

발생을 촉진하는 것으로

알려진 바

와 같이 실험 기간 동안 DCNB 자극을 받은 모든

아토피성 피부염병변에 치료효과가 있는 천연염료 연구(Ⅱ) 199

Textile Coloration and Finishing, Vol. 24, No. 3

(a) (b) (c)

Figure 2. Clinical skin features of back skin in NC/Nga mice. (a) Control (b) DNCB treated (c) DNCB+Pine needles extract treated.

마우스에서 아토피피부염과 유사한 피부 발진이 발 생하였는데, Figure 2 의 (b) 와 같이 DNCB 를 직접 도포한 등 부위에 가장 심하게 발생하였다 피부 . 병변의 형태는 홍반 인설 부종뿐만 아니라 소양증 , , 으로 외부 마찰에 의해 발생한 찰과상도 확인되는 데 솔잎 추출물을 처리한 , (c) 의 경우 홍반과 인설 이 거의 사라지고 약간의 흔적만 관찰되어 등 부위 가 정상 대조군 (Control) 인 (a) 의 상태에 가깝게 치 료가 됨을 볼 수 있다.

마우스의 등에 도포한 부분을 마우스

NC/Nga score

를 이용하여 육안 관찰하여 얻어진 세 그룹의 점수 를 Figure 에 나타내었다 아토피 피부염을 주간 3 . 2 유도한 후 첫 번째 측정에서는 정상 대조군(Control) 을 제외한 두 그룹의 Total clinical skin score 는

과 을 나타내었으나

12.33±1.16 11.25±2.36 3주간의 솔 잎 추출물 처리 종료 후 측정에서는 DNCB만 도포 한 군 (DNCB) 은 11.67±1.16 을 나타내었고 솔잎 추출 물을 처리한 군은 4.25±1.50 으로

< .05 에서 유의하 게 감소하였다 따라서 솔잎 추출물을 처리한 군은 . 아토피피부염 유사 병변의 발현 억제 효과가 있는 것으로 나타났다 . NC 마우스 score 는 NC 마우스 판정사진을 기준으로 관찰자가 육안으로 관 score

찰하여 등급을 매기는 방법으로 등급이 높을수록 아토피성 피부염이 심각함을 나타낸다.

솔잎 추출물이 혈청 농도에 미치는 영향

3.2 IgE

Figure 는 혈청 내 4 IgE 를 측정한 결과를 나타낸 것이다 . IgE 는 알레르기 반응과 관련된 면역글로블 린으로 일반적으로 수치가 증가하면 알레르기 반응 이 증가한다 . DNCB 자극 후 혈청내 IgE 농도는 정 상 대조군보다 상당히 증가하는 것을 볼 수 있다.

이것은 아토피 유발에 의해 IgE 의 농도가 증가 함을 알 수 있으며 면역반응이 증가하여 피부 민감 성이 증가 했다는 것을 보여준다.

Figure 3. Effect of daily topical application of DNCB on modified SCORAD score of NC/Nga mice with Pine needles extracts under conventional condition.

Figure 4. The effect of pine needles extract on IgE levels in serum.(*p< .05).

반면 솔잎 추출물로 처리한 군에서는 IgE 의 값

이 7.66±0.81 ng/ml로 DNCB 군의 9.22±0.39 ng/ml 보

다 낮은 값을 보이고 있어 피부 민감성을 효과적

으로 낮추고 있는 것을 보여준다 이것은 솔잎추출 .

물에 포함되어 있는 폴리페놀성분이 혈청 내 염증

매개물질인 IgE 수치를 감소시켜 아토피성 피부 염

아토피성 피부염병변에 치료효과가 있는 천연염료 연구(Ⅱ) 201

Textile Coloration and Finishing, Vol. 24, No. 3 알레르기의 주역 중 하나인 비만세포의 개수는

를 감작시킨 군에서 으로 정상대조군 DNCB 90.6±9.13

의 10.2±1.92 보다 기하급수적인 증가를 보였으나, 솔잎 추출물 처리 후 36.17±7.57 로 그 수가 현저히 감소하여 솔잎 추출물 처리가 아토피 피부염을 완 화시킨 것을 알 수 있다.

결 론 4.

본 연구의 목적은 솔잎 추출물의 아토피 피부염 치료 효과를 갖는 천연염료로서의 적용 가능성을 알아보기 위한 것이다 아토피 피부질환에 대한 솔 . 잎 추출물의 효과를 알아보기 위하여 본 연구에서 는 인체 아토피피부염과 유사한 피부 병변을 DNCB 로 유발시킨 NC/Nga 마우스의 피부에 솔잎 추출물 을 도포하고 피부 병변 및 혈청 내 총 , IgE 농도변 화 두께변화 비만세포 , , (mast cell) 의 개수를 확인하 여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 솔잎 추출물을 처리한 군이 단독 DNCB 만 처리한 군에 비하여 NC 마우스 score 등급이 낮게 나타 나 아토피피부염 유사 병변의 발현 억제 효과를 나타내었다.

2 솔잎 추출물을 처리한 실험군에서는 단독 . DNCB 만 처리한 군에 비하여 유의한 IgE 의 감소를 유 도하였다.

3. 솔잎 추출물을 처리한 실험군에서는 단독 DNCB 만 처리한 군에 비하여 표피의 두께가 얇게 측 정되었고 비만세포의 개수가 감소하였다 , .

이상의 결과는 인체 아토피피부염과 유사한 피 4.

부 병변을 유발시킨 NC/Nga 마우스에 솔잎 추출 물을 피부 도포 했을 때 아토피피부염의 피부 병변을 호전시킬 수 있는 가능성이 있음을 확인 하였으므로 솔잎 추출물은 아토피 피부염 치료 효과를 갖는 천연염료로서의 적용이 가능할 것 으로 판단된다.

감사의 글

본 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단의 기 초연구사업 과제번호 ( :2010-0017295) 지원으로 수행 되었음.

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